LoRa升级！可支持卫星通信，将解锁哪些新应用？

2021下半年，英国太空初创公司SpaceLacuna首次使用荷兰Dwingeloo的射电望远镜从月球上反射回LoRa信息。从数据捕获的质量来看，这绝对是一次令人印象深刻的实验，因为其中一条消息甚至包含完整的LoRaWAN 帧。

据悉，LacunaSpace 使用一组低地球轨道卫星从与Semtech 的 LoRa设备和地面无线射频技术集成的传感器接收信息。卫星在距地面500 公里处每100 分钟在地球两极上空盘旋一次。随着地球自转，卫星覆盖全球。LoRaWAN由卫星使用，它可以节省电池电量，并且消息会在短时间内存储，直到它们通过地面站网络。然后将数据中继到地面网络上的应用程序，或者可以在基于Web 的应用程序上查看。

此次，LacunaSpace发出的LoRa信号持续了244 秒后被同一芯片接收， 其传播距离大约730360公里，截至目前，这或许是LoRa消息传输的最远距离。

要说基于LoRa技术的星地通信，其实早在2018年 2 月的TTN(TheThings Network)大会上，就已经取得了里程碑式的进展，证明了LoRa 可在卫星物联网下应用的可能性。在当时现场演示中，接收机捕捉到了从低轨卫星传来的LoRa信号。

如今，利用现有的低功耗远距离物联网技术，如LoRa或NB-IoT，为全球各地的物联网设备和在轨卫星之间提供直接通信，可以被视为低功耗广域网市场的一部分。在其商业价值在被大范围认可之前，不妨碍这些技术成为一个很有意思的应用方向。

Semtech发力LR-FHSS

填补物联网连接的市场空白

早在前几年，Semtech就开始发力LR-FHSS，并于2021年年底正式宣布LoRa平台增加对LR-FHSS的支持。

所谓LR-FHSS，即长距离-跳频扩频，英文全称为LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum。同LoRa一样，也是一种物理层调制技术，其性能大部分与LoRa保持一致，如灵敏度、带宽支持等。

LR-FHSS理论上可支持数以百万计的终端节点，这显著提高了网络容量，解决之前制约着LoRaWAN发展的信道拥塞问题。此外，LR-FHSS还具有高抗干扰性，可通过提高频谱效率来缓解数据包冲突，并拥有上行链路跳频调制能力。

集成LR-FHSS功能后，LoRa更适用于终端密集、数据包多的应用场景。也因此，集成了LR-FHSS功能的LoRa卫星项目具备多重优势：

一是，可接入十倍于LoRa网络的终端容量 ;

二是，传输距离更远，可达600-1600km ;

三是，抗干扰性更强 ;

四是，实现了更低的成本，包括管理和部署成本(不需要额外开发硬件，自身具备卫星通讯能力)。

据悉，Semtech的LoRaSX1261、SX1262收发器和 LoRaEdgeTM 平台以及V21网关参考设计均已支持LR-FHSS。因此，在现实应用中， 通过 LoRa终端 与 网关 分别进行软件升级与更换，即可先提升网络容量和抗干扰能力，而对于已经部署了V21网关的LoRaWAN 网络，运营商可以通过简单的网关固件升级来启用新功能。

集成LR-FHSS

LoRa不断拓展应用版图

此前，物联网市场研究机构BergInsight发布了一份卫星物联网的调研报告，数据显示，虽然受到新冠疫情的不利影响，2020年全球卫星物联网用户数仍然实现增长，总规模达到340万;预计未来几年全球卫星物联网用户年复合年增长率将高达358%，在2025年将达到1570万。

目前， 全球仅有10%的地区可以访问卫星通信服务 ，这为卫星物联网的发展提供了广阔的市场空间，也是低功耗卫星物联网的机会。

LR-FHSS也将在全球范围内推动LoRa部署的发展，LoRa平台增加对LR-FHSS的支持后，不仅有助于其为偏远地区提供具有更高性价比、无处不在的连接服务，更标志其向在人口稠密地区实现大规模物联网部署迈出了重要一步，将进一步推动LoRa的全球部署以及进一步拓展创新应用：

01

支持卫星物联网服务

LR-FHSS让卫星能够连接到全球的广大偏远地区，支持无网络覆盖区域的定位和数据传输需求。相关LoRa用例包括野生动物的追踪、海上船只集装箱定位、牧场牲畜定位、提高农作物产量的智能农业解决方案、以及用于提高供应链效率的全球分销资产跟踪等。

02

支持更频繁的数据交换

在以往的LoRa应用领域中，如物流及资产追踪、智慧楼宇及园区、智能家居、智慧社区等，由于这些应用场景下发出的信号越来越长、信号交换越来越频繁的原因，空中的LoRa调制信号量将显著增加。由此带来的LoRaWAN发展的信道拥塞问题也可通过升级LoRa终端及更换网关来解决这一问题。

03

增强室内深度覆盖

除了拓展网络容量之外，LR-FHSS支持在同一网络基础设施中实现更深的室内终端节点，从而提高了大型物联网项目的可扩展性。例如，LoRa是全球智能电表市场的首选技术，而增强的室内覆盖将进深度一步巩固其地位。

低功耗卫星物联网入局玩家越来越多

海外LoRa卫星项目不断涌现

麦肯锡公司曾预测，天基物联网的产值在2025年可能达到5600-8500亿美元的产值，这也许是大量企业追逐这一市场的主要原因。当前，已有近几十家厂商提出了卫星物联网组网计划。

从海外市场来看，卫星物联网是物联网市场一个创新的重要领域。LoRa作为低功耗卫星物联网中的一部分，在海外市场上已经有了不少应用：

2019年，Space Lacuna联合Miromico开始对LoRa卫星物联网项目进行商业试验，并于次年成功应用到农业、环境监测或资产跟踪当中。通过使用 LoRaWAN，电池供电的物联网设备的使用寿命可以延长，节省运维成本。

IRNAS 与Space Lacuna合作 探索 LoRaWAN技术的新用途，包括跟踪南极洲的野生动物以及使用 LoRaWAN网络的浮标，以便在海洋环境中部署密集的传感器网络，从而支持系泊应用和漂流。

Swarm (已被Space X收购)已将Semtech的LoRa器件集成到其连接解决方案中，从而实现近地轨道卫星间的双向通信。为Swarm在物流、农业、联网 汽车 和能源等领域开辟了新的物联网(IoT)使用场景。

Inmarsat与Actility合作形成Inmarsat LoRaWAN网络，该平台以Inmarsat ELERA骨干网络为基础，为物联网客户提供丰富的解决方案，包括农业、电力、石油和天然气、采矿、物流等行业。

……

纵观海外市场，不仅已有不少成熟的应用该项目。很多企业的积极性也非常高，Omnispace、EchoStarMobile、Lunark等等众多公司都在尝试利用LoRaWAN网络以提供更成本更低、容量更大、覆盖范围更广的物联网服务。

写在最后

虽说，LoRa技术还可用于填补缺乏传统网络覆盖的农村地区和海洋的空白，是解决“万物互联”的极佳路径。

但是从国内市场角度来看，LoRa在这方面的发展仍处于起步阶段。 相比海外，面临着更多的难题：需求方面，由于海事卫星的网络覆盖已经非常好且数据可以双向传输，因此并不强劲;应用方面，国内仍然比较局限，主要盯着集装箱项目，鉴于以上原因，国内卫星企业想要推动LR-FHSS的应用也比较难;资本方面，由于项目的不确定比较大，项目可大可小、周期很长，因此这种类型的项目很大程度上取决于资本的投入。

卫星定位；WIFI定位；RFID定位；ZigBee定位

一 卫星定位

卫星定位系统主要有：美国全球定位系(GPS)、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、欧洲伽利略(GALILEO)系统、中国北斗卫星导航系统，其中应用最广的GPS系统。

GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分、地面控制部分、用户设备部分。

空间部分主要用21颗可用卫星和3颗备用卫星构成，主要功能是广播定位信号；

控制部分主要由监测站、主控站、备用主控站、信息注入站构成，主要负责GPS卫星阵的管理控制；

用户设备部分主要是GPS接收机，主要功能是接收GPS卫星发射的信号，获得定位信息和观测量，经数据处理实现定位。

主要优点：全球、全天候工作；室外定位精度高；高效率、低成本； *** 作简便；不限制终端数量；功能多、应用广等。

主要缺点：定位精度受终端所处环境影响大；首次定位时间长等。

二 WIFI定位

WIFI定位技术将信号源变成WIFI的AP（Access Point,无线接入点），将定位流程的承载由移动信令网变成普通的互联网。WIFI信号接入点AP会向周围连续发射信号，信号中包含WIFI AP的ID（包括AP的MAC地址、名称等参数）以及终端接收到的WIFI信号强度RSSI等信息。WIFI ID具有唯一性，WIFI定位平台根据查询到的WIFI AP位置信息估算出终端位置。

目前，WIFI定位常用方法有TOA（到达时间）、TDOA（到达时间差）、AOA（到达角度）、RSSI（接收信号强度）测距方法，近似法、位置指纹法，其中位置指纹法是较多使用的方法。

主要优点：定位速度快、精度高；能进行室内定位；高带宽、高速率、高覆盖度；成本低、兼容性强等。

主要缺点：受服务范围限制，没有方向、速度等数据，不能导航；耗能大；缺乏统一规划和优化等。

RFID是通过发射或反射电磁波来传递数据，利用RFID标签对活动的物体和人员进行定位，其服务范围基本上都是限于某个或某种特定场景。

RFID定位技术主要由RFID标签和读写设备两部分组成，是一种非接触式的自动识别技术。RFID的工作需要标签和读写设备配合，通过电磁场原理完成信息交互，RFID读写设备接收来自RFID标签的信号，两者间的通信使用特定的射频信号及相关协议完成。

在RFID定位系统中，可采用接收信号强度RSSI定位。在目标区域大量布置信标节点，移动节点上附上一个参考节点的距离，进而在三个或三个以上参考节点的重复覆盖范围内，分别根据获得的RSSI值得出阅读器与参考点之间的距离，再根据三角关系计算出移动节点的位置。RFID定位方法可以归类为距离估算法、场景分析法和邻近法。

主要优点：识别速度快、实现批量识别；实时性强，定位时间小于1s；易于 *** 控，读取方便快捷；体积小，可嵌入或附着在不同物品上；标签数据可动态更改；安全性好、成本低；穿透性好等。

主要缺点：作用距离近；根据标签和部署方式不同，定位精度变化大等。

四 ZigBee定位技术

ZigBee是根据IEEE 802154协议开发的一种短距离、低功耗的无线通信技术。

在待定位区域布设大量通过无线通信方式通信的参考节点，这些节点形成一个自组织的网络系统，在通信距离内的参考节点能快速采集到这些节点的信息，同时利用路由广播的方式吧信息传递给其他参考节点，最终形成一个信息传递链并经过信息的多级跳跃回传给终端加以处理，从而实现对一定区域长时间监控和定位。

主要优点：低功耗；时延短；网络容量大；低速率；低成本等；

主要缺点：只能专网专用，ZigBee的数据率较低，不适用于传输速率高的应用场景。

定位技术在物联网各个领域有着广泛的应用，随着物联网行业的发展，人们对定位服务有着越来越高的需求，虽然现在已经有多种定位技术，无论是传统的GPS定位技术还是借助于无线网络的定位技术和短距离无线定位技术，每种定位技术都有自身的局限性，将这些定位技术有机结合起来形成混合定位技术，必然是定位技术未来的发展趋势，发挥各自定位技术的优点，不断提高定位精度和定位响应时间，同时扩大定位覆盖范围，终会实现更加精准和完美的定位服务。

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2021年对中国通信产业而言是个标志性的年份。随着同年8月工信部宣布我国5G基站数与终端连接数占全球比重均超过70%，中国已建成全球规模最大的地面通信网络。而新的目标，正在向空间通信进发。

值得注意的是，将低轨卫星通信需使用的非地面波（NTN）技术纳入5G范畴，正是全球通信标准制定组织3GPP正在努力的目标。2021年9月，3GPP公布5G技术标准的R17版本将于2022年冻结发布，标准将首度引入非地面波技术，以作为5G标准的一部分。业内广泛认为，这对于移动与卫星通信产业而言，将是一座重要里程碑。

TrendForce研报预估，截至2022年全球卫星市场产值将有望达2950亿美元，年增长率达33%。尤其是在我国，受物联网需求与有限轨道资源驱动。预计2021 2035年我国卫星互联网总产值或可达93377亿美元。

标准先行 与5G互补融合

卫星互联网的提出由来已久，早在上世纪80年代末，摩托罗拉便提出了“铱星”计划，但在地面网络尚未完善的彼时，该计划也因实现成本过高而终告流产。直至近年来伴随5G网络的演进，卫星通信的优势才重新显现，并获得重视。

中国信科集团副总经理陈山枝博士此前接受采访时曾表示，低轨卫星通信的定位应该是与5G实现差异化互补，到6G时代，陆地移动通信和低轨卫星通信则将实现有机融合，包括架构融合、空口融合及终端融合等层面。

更为重要的是，对于目前的5G网络而言，支撑各垂直行业的物联网应用连接则是更为紧迫的任务，据中国互联网协会今年7月发布的最新报告显示，到2025年，我国移动物联网连接数将高达801亿个，年复合增长率达141%；全球则预计将有309亿台物联联网设备接入。

天风证券研报指出，低轨卫星互联网将成为2022年电子行业的关键趋势之一。预计在相关企业推动下，低轨卫星服务与相关零部件出货量将在2022年显著成长，低轨道卫星服务供应商将优先受益。

企业探路 卫星发射迈入活跃期

与任何产业的崛起路径类似，企业的先行 探索 也成为我国低轨卫星市场寻求突破的重要特征与趋势。

供应链拆解信息显示，卫星产业生态链包括卫星制造、卫星发射、卫星地面站、卫星服务四大领域，目前产业阶段以卫星制造与发射为主，在国内，领衔这一环节的为两大央企巨头——中国航天 科技 和中国航天科工。

公开信息显示，在星链计划诞生的2015年同年，中国航天 科技 和中国航天科工便同时公布了各自的低轨卫星项目——“鸿雁”和“虹云”，两者计划各自发射300颗和156颗低轨通信卫星，并将于2023年建设完成，其中，两大系统的首颗实验星都已于2018年底试射成功。

值得注意的是，在“鸿雁”和“虹云”两大工程完工前，我国还于2018年部署了首个低轨卫星物联网系统工程“天启 星座 ”。官方信息显示，这一系统由38颗低轨卫星组成，目前已成功发射15颗，并计划于2022年部署完成，届时能够解决70%以上陆地、全部的海洋及空中物联网数据通信覆盖盲区问题。

同时，中国航天科工也牵头推出了天基物联网 星座 “行云工程”，中国航天三江集团所属航天行云 科技 有限公司董事长钱微表示，目前项目第一阶段建设任务已圆满完成。计划在2022年完成第二阶段共12颗卫星的发射任务，并完成小规模组网。据其透露，届时该工程将会在集装箱运输监管、地质灾害监测、电网传输安全监管、油气勘探以及水利水务监管等诸多领域发挥作用。

而在央企之外，民营卫星发射企业也开始站上舞台中央。以银河航天为例，继今年5月与中国信通院成功合作开展一系列低轨卫星 星座 体制技术试验后，该公司又于今年10月与北京邮电大学合作，初步完成了5G卫星接入组网通信测试。

“随着国家队与民营航天企业同时在低轨卫星发射上发力，预计2022年国内卫星发射次数有至少2倍的倍数级增长。”张毅预计。

领航产业 政策加速落地

为了护佑引领低轨卫星产业的 健康 发展，我国中央与地方层面近年来也出台了多条产业政策。

国家层面，2020年4月，我国首次提出“新基建”计划，卫星互联网被纳入其中的通信网络基础设施范畴。2021年3月，我国“十四五”规划出炉，明确提出将建设高速泛在、天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施，打造全球覆盖、高效运行的通信、导航、遥感空间基础设施体系，建设商业航天发射场。

2021年11月，工信部对外发布《“十四五”信息通信行业发展规划》（以下简称“《规划》”），进一步在“十四五”规划总体目标基础上细化，提出包括全面部署5G、千兆光纤网络、IPv6、移动物联网、卫星通信网络等新一代通信网络基础设施5项重点任务。

《规划》指出，加快布局卫星通信，加强卫星通信顶层设计和统筹布局，推动高轨卫星与中低轨卫星协调发展；推进卫星通信系统与地面信息通信系统深度融合，初步形成覆盖全球、天地一体的信息网络，为陆海空天各类用户提供全球信息网络服务；积极参与卫星通信国际标准制定；鼓励卫星通信应用创新，促进北斗卫星导航系统在信息通信领域规模化应用，在航空、航海、公共安全和应急、交通能源等领域推广应用。

《北京市关于加快建设全球数字经济标杆城市的实施方案》则指出，超前布局6G网络，支持发展下一代信息通信网络、通信感知一体化、通信与人工智能融合、星地一体融合组网、通信网络内生安全等通信融合技术，协同开展6G相关的高端芯片、核心器件、仿真验证平台等攻关研制。

对于各地的政策加持，张毅分析称，卫星的发射需要极高的技术积累与资源调配能力，短期内在政策利好背景下诞生的企业很难具备航天发射需要的能力，而从地方政策的内容指向看，也更多会是材料、遥感、无线、芯片等产业链配套企业，后者在2022年会有明显的数量增长。

此外，张毅认为，中央与地方产业政策的密集出台，反映了卫星产业建设将在各地加速落地。随着商业卫星发射在2022年进入活跃阶段，2022年低轨卫星市场规模也将迎来进一步的增长。

因为这一颗在最近成功发射的高分13号卫星是高轨光学遥感卫星，它对于地面的监控和感应能力非常的强，在灾难预警，农作物估产，国土普查，环境治理，这些方面都会有很大的帮助，最重要的是它也是专门为了这些事业而服务的。

01、一个和支付宝有关的故事。

不知道大家有没有看过这样一则新闻，是和支付宝有关的，讲述的是山西的某一个农民在支付宝客服姐的指引下，拿着手机围绕自己的农田走了两三圈，然后拍照并且录制了视频上传之后就拿到了贷款。

这位来自于山西的农民通过这批贷款支付了采割农田所需要的前期费用，再把谷物卖出去之后成功的还上了贷款。在这个过程中，他做的仅仅是拿着手机围着自己的农田走了几圈和支付了微乎其微的利息，就摆脱了需要四处借钱的尴尬局面。

02、高分13号卫星在农作物估产和农作物治理上有很强的助力。

上述的场景是在高分13号卫星发射之前出现的场景，而在这颗卫星发射之后，我们以后可以看到的场景是支付宝在接收到农民的贷款请求之后，可以通过这颗遥感卫星观测到农田的大小，还有种植密度种植情况等等，给出相应的估值并且发放贷款，相对以前要方便很多，而且也准确很多。

另外最主要的是以前这种 *** 作模式受地形的影响，推广的力度不大，所以很多人可能都没有听过，但在这颗遥感卫星发射之后，这个模式可能会大规模的推广开来，毕竟支付宝早就想和微信一样深入到这个中国最大的群体农民群体中了。

这就是为什么说在这颗卫星发射成功之后，马云和农民会成为最大的赢家的原因，而且除了农田以外对其他农副产品我相信可能也会有一定的帮助。

张凯  17021211121

嵌牛导读：随着物联网的发展，传感器会越来越多地分布到日常生活中。传感器分布在各个角落，通常需要保证至少能不跟换电池使用一年以上（尤其是对于植入人体的传感器更是如此，因此更换电池需要做手术成本和安全性都有问题）；而且，出于传感器成本和尺寸的考虑，传感器内置电池的电量不可能太大。

嵌牛鼻子：超低功耗射频电路 通讯

嵌牛提问：零功耗的无线黑科技，物联网的救星？

随着物联网的发展，传感器会越来越多地分布到日常生活中。传感器分布在各个角落，通常需要保证至少能不跟换电池使用一年以上（尤其是对于植入人体的传感器更是如此，因此更换电池需要做手术成本和安全性都有问题）；而且，出于传感器成本和尺寸的考虑，传感器内置电池的电量不可能太大。

另一方面，为了能传递传感器收集到的信息，传感器通常需要使用无线连接来与中心节点通信。然而，传统射频集成电路的功耗都不低，会过快消耗电池电量。因此，为了进一步普及物联网传感器，需要设计新的超低功耗射频电路。

信号传递真的需要发射射频信号吗？

如何设计超低功耗射频电路？我们不妨分析物联网射频电路中的功耗。首先，作为物联网中的传感器节点，以发送信息为主，接受端主要是一些控制信息，因此发射端的使用频率更频繁；其次，目前的主流无线协议至少要求发射功率达到0dBm，即1 mW，考虑到发射机整体10%左右的效率，即需要至少10mW的整体功耗，这样的功耗在物联网传感器应用中就太大了，必须想办法减小。

那么，如何降低发射端的功耗呢？除了常规的电路优化提升效率之外，有没有办法可以降低功耗呢？我们不妨先看看信息传递的物理基础。根据信息论和物理学，传递一比特信息需要消耗的能量是kTln2，在常温下大约为27510-21焦耳，远小于无线传输中每比特数据传输消耗大约110-12焦耳能量的数字。因此，限制我们的并非物理学基本定律，而是工程学上信号传递方式的设计。

我们不妨再想一想，无线传递信号，真的需要传感器端发射射频信号吗？在日常生活中，确实存在着不需要自己消耗能量就传递信号的方法。例如，用在航海和野外探险中的日光信号镜，就是通过不同角度的反射太阳光来传递信息。在这里，信号的载体是太阳光，但是太阳光能量并非传递信号的人发射的，而是作为第三方的太阳提供的。所以，我们完全可以实现由第三方提供能量来实现信号传输。

阳光信息镜，使用第三方（太阳）提供的能量作为信息载体，传递信息的人本身无需提供信息传输能量
无源WiFi-接近零功耗实现无线传输

之前提到了使用太阳光可以无需提供能量就传输信号的例子。事实上，太阳光和我们常规无线通讯使用的都是电磁波，因此我们完全可以把阳光反射镜移植到无线通讯中。

最早这种方法使用在了卫星通讯中。由于卫星通讯中卫星和地面基站距离很远，信号衰减很大，因此需要非常强的信号发射功率，显然在地面发射大功率会比在卫星发射大功率要简单一些。因此，工程师们的解决办法就是在卫星上安装可以调制反射光的发射器（retro-reflector），而由地面来发射大功率信号（照射信号）。该发射器可以通过改变反射器角度来调制反射信号来传递信息。举例来说，当卫星完全反射地面发出的信号时表示1，而当完全没有反射时表示0，这样就可以实现卫星不发射无线信号的无线传输。在这里，地面的发射站就相当于日光反射镜例子里的太阳，而卫星上的反射器则相当于镜子。

随着物联网的普及，使用反射来传递信号的方法也开始进入了传感器领域。美国华盛顿大学计算机科学与工程系的教授Shyam GollakotaJoshua和R Smith提出了Interscatter的概念，并将结果发表在了SIGCOMM上。Interscatter的思路与之前提到的阳光信息镜以及卫星反射通信相同，也是通过反射来传递信息。一个典型的应用例子如下图，Interscatter芯片是植入体内的传感器或类似RFID的需要超低功耗的芯片，外界的设备（如手表，蓝牙耳机）发射射频信号（照射信号），Interscatter芯片通过改变天线的阻抗来调制反射信号，该反射信号由手机接收并解调得到Interscatter芯片传递的信息。在整个过程中，Interscatter芯片并不发射射频信号，需要做的仅仅是将比特流转换为对于天线阻抗的调制，因此功耗可以极低。

Interscatter芯片使用场景示意图，由外界设备发射射频信号而Interscatter芯片通过改变天线阻抗来调制反射信号完成信息传递。整个过程中Interscatter芯片并不产生射频信号。

在Interscatter之后，华盛顿大学的研究组更是将此概念扩展到了WiFi上，提出了无源WiFi，通过WiFi路由器来发射射频信号，而无源WiFi芯片只需要负责调制天线阻抗就能通过WiFi协议与路由器通信。由于省去了发射射频信号这一环节。芯片的功耗主要来源于频率综合器以及天线调制模块（见下图）。这样，无源WiFi可以实现高达11Mbps的通信速率，而其功耗仅仅只有50uW。 

无源WiFi

在电路系统设计上，passive wifi的基本过程是中心射频源（路由器等）发射射频信号至passive wifi芯片，因此需要精确控制波束方向，否则如果多个passive wifi芯片同时反射的话会造成互相干扰，因此在射频源的部分需要用到波束成形技术。 然而，由于波束不可能每次都对得非常准，于是另一个passive wifi系统的挑战是多路反射和环境反射。为了解决这个问题，UCLA电子工程系Frank Chang教授带领的实验室与NASA／JPL合作完成了一款芯片。这个项目实现了基于反射概念数据率高达54Mbps的芯片组（包括发射端和反射端）外，该芯片组同时还能使用equalization技术解决多路反射的问题。由此可见，无源WiFi不仅能实现低功耗通讯，在数据率方面与传统WiFi也不遑多让。 具体论文“A 58 GHz 54 Mb/s Backscatter Modulator for WLAN with Symbol Pre-Distortion and Transmit Pulse Shaping”发表在了IEEE Microwave Wireless Component Letters上。

UCLA与JPL合作实现的芯片组，包括发射端和反射端两部分芯片

当然，无源WiFi也存在自己的局限性。目前，无源WiFi最适合的场景是点对点通信，这样即可最大化照射信号的利用效率，也能减小不同无源WiFi反射的互相干扰。因此，在需要多节点同时通讯的场合下，无源WiFi并不是最好的选择 。另外，无源WiFi并不能减小接收机的功耗。综上所述，无源WiFi最适合的应用场景还是发射端站最主要部分，且无需节点之间通信的物联网传感器。在未来，为了能让多个节点同时通信，可以使用类似CDMA的技术。

自牛顿发现万有引力定律以来，随着理论和技术的不断发展，人类短短300年时间内就在地球上发射了各种各样的人造卫星。
天空、大地、高山、平原、沙漠、海洋卫星如同上帝般那样俯瞰而视，在地球任何地区勾勒出来纵横交错的画面。从遥远的北极到遥远的南极，从珠穆朗玛峰到马里亚纳海沟，没有谁可以逃避得过它的观测。
因此，卫星存在的意义不言而喻，其所提供的空间信息、时间基准信息对于人类 社会 生活是必不可少的。
卫星有两种含义，第一种含义是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体。第二种含义是指人造卫星，它由人类建造，以太空飞行载具如火箭、航天飞机等发射到太空中，像天然卫星一样环绕地球或其它行星的装置。
目前，人们更喜欢把人造卫星笼统说成卫星。
卫星产业链自上而下可以分为卫星制造、卫星发射、地面设备以及卫星应用和服务四个环节。
卫星制造商只负责制造卫星和运输卫星，而卫星发射入轨依赖火箭、航天飞机这些飞天工具，所以运载火箭、航天飞机则需要火箭制造商完成。
卫星和火箭存在技术、资本密集和高集成总装的特点。目前全球只有少数几个国家掌握卫星制造相关技术，而且相关国家也都是由国家级的科研机构或极少几个大型军工企业掌控核心技术，垄断特征明显。
例如，我国的卫星制造就是由中国航天 科技 集团下属的中国空间技术研究院（航天五院）和上海航天技术研究院（航天八院）以及中国卫星等组成。火箭制造由中国航天 科技 集团下属的中国运载火箭技术研究院完成。
任何一条卫星通信线路都包括发端和收端地面站、上行和下行线路以及通信卫星转发器。这些都构成了地面设备。
地面设备是卫星系统中的一个重要组成部分。
地面设备的基本作用是向卫星发射信号，同时接收由其它地面站经卫星转发来的信号。具体来看，地面设备涉及网络设备的信关站、控制站、基小口径卫星通讯中断等，以及消费设备的直播卫星DBS谍影天线、卫星移动终端、数字音频广播服务设备、全球卫星导航定位系统硬件等等，它们主要由中国卫星、中国卫通、海格通信、振芯 科技 、合众思创、华测导航等企业提供。
卫星应用是利用卫星技术及其开发的空间资源在国防建设、国民经济、 社会 文化建设和科学研究等领域应用的技术。
根据技术和服务要求，卫星主要划分为通信卫星、导航卫星以及遥感卫星三大类别。
通信卫星只需要在赤道上空等间隔分布3颗就基本可以实现除两极部分地区外的全球通信。作用在于传输电话、电报、电视、报纸、图文传真、语音广播、时标、数据、视频会议等。
导航卫星一般由24颗卫星组成，可以对地球任何地点进行精确定位。常见的卫星导航系统有美国GPS系统，俄罗斯的Glonass、中国的北斗卫星以及欧盟的Galileo。导航卫星的作用在于车辆监控和导航、海上运输和渔业、大地测量（测绘、勘探）等领域。
卫星遥感主要利用各种遥感器，接收和测量来自地球、海洋和大气的可见光辐射、红外线辐射和微波辐射信息，目的多数是对土地资源、气象、防灾减灾等领域进行监测。
从价值链来看，相对于卫星制造和卫星发射，地面设备制造和卫星应用服务构成了卫星产业的主体，尤其应用服务是卫星产业链商业价值产出最高的环节。
据《2019年全球卫星产业报告》数据显示，2018年全球卫星产业产值约为2774亿美元。其中运营服务收入为1265亿美元，占比46%，地面设备制造收入为1252亿美元，占比45%，卫星制造收入195亿美元，占比7%，卫星发射服务收入62亿美元占比2%。总体来看，地面设备制造和卫星应用与服务环节约占整个产业规模的90%以上。
1957年10月4日，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星——“伴侣1号”，从此开启了人类由来已久漫游太空的旅程。
1960年4月1日，美国在东海岸把世界上第一颗遥感卫星——泰罗斯1号成功送入轨道，揭开了当代科学技术利用卫星观测地球的序幕。
在冷战时期，美苏军事竞赛诞生出了世界上最早的人造卫星。
随着计算机和航天技术的发展，中国在1975年就成功发射了第一颗返回式卫星，获取了第一批对地遥感图像。接下来，法国、印度等越来越多国家开始加入卫星发射的行列，发射的卫星数量越来越多。
与此同时，卫星的发展也在逐步向“小卫星—大卫星—现代小卫星”升级转变。
卫星产业迎来繁荣期。
根据UCS的统计数据，截至2019年10月1日，全球在轨有效运行的卫星数量总计2218颗。美国拥有988颗卫星，中国拥有320颗卫星，俄罗斯拥有161颗。其中，中国的卫星约占全球数量的14%，约为美国运营数量的1/3。
此外，剩下749颗卫星被其他国家瓜分。
具体从三大应用卫星来看，在通信卫星领域，全球数量总计829颗，中国44颗占比5%，美国381颗占比46%，俄罗斯83颗占比10%。
在遥感卫星领域，全球共有769颗，由45个国家和地区所有。美国是全球拥有遥感卫星数量最多的国家，目前共有393颗遥感卫星在轨运行，而中国共有140颗遥感卫星在轨运行，在轨卫星数量仅次于美国。
在导航卫星领域，据了解，美军的GPS导航系统共有24颗卫星，分别在6个轨道运行，每条轨道运行4颗卫星。俄罗斯的GLONASS系统也和美国的GPS非常相似，卫星数量也是24颗，在3个轨道上运行，每条轨道运行8颗卫星。欧盟多个国家联合研制的伽利略卫星导航系统，导航卫星数量比美俄要多一些，总共有30颗卫星组成，其中27颗是工作卫星，3颗是备用卫星，共有3个轨道，每条轨道运行10颗卫星。
中国的北斗导航卫星系统，由于起步晚，轨道位置要比美国的GPS导航系统高，因此需要用到35颗卫星，包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。而且，在早期技术发展不成熟下，还需要逐步对卫星进行更新换代，因此所需要的数量也会被目标数量还有多。
目前，北斗卫星数量为55颗。
可见与美国等航天发达国家相比，中国在运行的卫星数量上存在差距。尤其在通信卫星方面，中国的卫星数量较少，更有待进一步提升。
近年来，随着市场对于移动互联网需求的日益突显，以及卫星技术的不断进步，卫星产业当中基于卫星通信的互联网被人们所看好。
全球各国纷纷将卫星互联网建设上升为国家层面的战略。
从目前来看，国外提出卫星互联网计划的既有波音、O3b、Telesat、ViaSat等老牌企业，也有OneWeb、SpaceX、Theia、Audacy等新兴 科技 公司。
O3b 星座 系统是目前全球唯一一个成功投入商业运营的中地球轨道（MEO）卫星通信系统。2019年2月，旗下首批6颗 星座 卫星发射升空，太空互联网计划进入部署阶段。
SpaceX的Starlink 星座 项目规模庞大。2015年，SpaceX就拟打算发射15000颗小卫星建设两个卫星互联网。2018年，SpaceX获得FCC低轨道卫星通信网准入许可，并发射了两颗测试卫星。2019年5月，首批60颗“星链”卫星被一次性发射入轨，创下了人类 历史 上单次卫星发射升空数量之最。11月，第二批60颗“星链”卫星再次发射并成功入轨。
截至2020年3月18日，SpaceX已经将第六批60颗“星链”卫星成功送入太空。至此，该公司已累计发射近360颗星链卫星，成为迄今为止全世界拥有卫星数量最多的商业卫星运营商。
此外，波音公司近期提出了规模接近3000颗卫星的 星座 计划，而亚马逊提出3200多颗低轨卫星计划，LeoSat MA公司提出80颗卫星的低轨 星座 计划。
面对全球低轨卫星及卫星互联网的发展，我国也紧追直上。
2018年，中国航天 科技 集团的鸿雁 星座 和中国航天科工集团的虹云工程相继成功发射了各自的第一颗试验性质卫星进入轨道，低轨宽带通信卫星系统建设实现零的突破，国内打造天基互联网迈出了关键一步。
2019年，我国宣布首个天基互联网系统——“虹云工程”，着力把互联网“搬”到太空上去，在太空铺设网络。虹云工程计划发射156颗卫星，它们在距离地面1000公里的轨道上组网运行，构建一个星载宽带全球移动互联网络，实现网络无差别的全球覆盖。
在天基互联网总部署下，目前民营企业中，九天微星物联网 星座 计划于2020年底前部署完成72颗低轨卫星。银河航天计划打造全球领先的低轨宽带通信卫星 星座 ——银河Galaxy卫星 星座 ，建立一个覆盖全球的天地融合5G通信网络。
此外，星网宇达、和德宇航以及欧科威等国内企业也公布了低轨卫星计划。
天基互联网系统功能强大，带来的好处可以说是无法想象的。未来天基互联的时代将会是我国通信领域的一大“王牌”。
（文章来源于：解析投资）

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